塑料的廣泛使用改變了人們的生活方式。塑料經(jīng)過風(fēng)力、洋流、紫外線等物理化學(xué)作用后，被分解成粒徑小于5mm的微塑料，其引發(fā)的環(huán)境問題得到了全世界的關(guān)注。微塑料具有比表面積大、疏水性強(qiáng)等特點(diǎn)，極易吸附水中的有機(jī)污染物，吸附量高達(dá)環(huán)境濃度的100萬倍，污染物可通過食物鏈逐級(jí)積累，從而輸送到高級(jí)生物體內(nèi)，影響生物體生命行為。微塑料還可能釋放某些污染物，從而對(duì)環(huán)境造成潛在風(fēng)險(xiǎn)。因此，了解微塑料在環(huán)境中的歸趨和行為是非常重要的。

海洋作為微塑料最主要的匯，目前已有大量關(guān)于海水中微塑料的研究，甚至在海鹽等非生物海產(chǎn)品中也發(fā)現(xiàn)了微塑料。近年來，人們對(duì)淡水環(huán)境中微塑料的研究逐步增多，但主要集中在湖泊等大型流域，如太湖、洞庭湖等，對(duì)城市內(nèi)河的研究極少，特別是江南水鄉(xiāng)這種長(zhǎng)度短、水深淺、流速緩的小型河道，因此迫切需要了解小型河道的微塑料污染狀況。

蘇州是長(zhǎng)江三角洲和太湖流域重要的城市之一，也是經(jīng)濟(jì)最為發(fā)達(dá)的城市之一。本研究立足于蘇州古城區(qū)，調(diào)查了古城區(qū)22條河流的微塑料污染水平，旨在為制定城市內(nèi)河微塑料污染防治策略提供數(shù)據(jù)支持和技術(shù)支撐。

1、材料與方法

1.1　采樣點(diǎn)及樣品采集

采樣點(diǎn)位于蘇州古城區(qū)（姑蘇區(qū)），地處長(zhǎng)江三角洲和太湖流域，面積為85.1km2，常駐人口95.8萬人。選取古城區(qū)22條河流并布置采樣點(diǎn)，蘇州古城共設(shè)置了4個(gè)水門：平門、樓門、蛇門和閶門，為了引水入城和排水，橫向連通閶門和婁門，縱向連通平門和蛇門。閶門正處于22條河道的中心位置，因此以閶門為中心，將四周分為A（序號(hào)1～6）、B（序號(hào)7～12）、C（序號(hào)14）、D（序號(hào)15～22）四個(gè)區(qū)域。河道基本參數(shù)如表1所示，均無黑臭現(xiàn)象。

從水體以下0～5cm處收集表面水于5L的樣品罐中，在每個(gè)位置采集3個(gè)樣本，并于4℃下保存，以進(jìn)一步分析地表水中的微塑料。所使用工具和容器都用純水（過0.45μm玻璃纖維濾膜）洗滌，避免污染水樣。

1.2微塑料分離

采用兩步過濾法從所收集的水樣中提取微塑料。首先量取2L水樣，并用真空抽濾系統(tǒng)將水中的顆粒過濾到玻璃纖維濾膜上（0.45μm）。然后使用100mL體積分?jǐn)?shù)為30%過氧化氫將濾膜上的顆粒沖洗到錐形瓶中，密封，放于65℃的振蕩培養(yǎng)箱中，設(shè)置轉(zhuǎn)速為100r/min，反應(yīng)72h以消化有機(jī)物（反復(fù)3次）。待反應(yīng)完全后，再次進(jìn)行抽濾，將濾膜保存于直徑為60mm培養(yǎng)皿中，以待進(jìn)一步檢測(cè)。

1.3微塑料觀察

采用尼康正置顯微鏡對(duì)可疑的微塑料進(jìn)行觀察，放大倍率為40倍。微塑料根據(jù)顏色、粒徑和形狀進(jìn)行分類。其中，顏色分為紅色、黑色、藍(lán)色、無色；形狀分為纖維、顆粒、薄膜和碎片；粒徑分為0～10、10～20、20～30、30～40、40～50μm。

1.4微塑料驗(yàn)證

從每個(gè)濾膜的中心區(qū)域隨機(jī)選擇1～2個(gè)粒子，在FT-IR衰減全反射模式、分辨率為4cm-1、掃描時(shí)間為32s等條件下測(cè)量聚合物的組成。將光譜圖用OMNIC軟件進(jìn)行處理，并與譜圖庫（HummelPolymerSampleLibrary等）進(jìn)行比較，以驗(yàn)證聚合物類型，判斷其是否屬于微塑料。將匹配率達(dá)到80%的聚合物認(rèn)定為微塑料，重新計(jì)算微塑料數(shù)量。

2、結(jié)果與討論

2.1微塑料的豐度

微塑料測(cè)定結(jié)果如圖1所示。蘇州古城區(qū)微塑料豐度值為3.50～12.00個(gè)/L，均值為（7.15±2.52）個(gè)/L。在22個(gè)水樣中，豐度較高的河流集中在A區(qū)和D區(qū)，如青龍橋［（11.67±0.24）個(gè)/L］、銀杏橋［（12.00±0.82）個(gè)/L］、興市橋［（11.00±0.82）個(gè)/L］，而豐度較低的區(qū)域集中在B區(qū)和D區(qū)，如閶門［（3.50±0.71）個(gè)/L］、滄浪亭橋［（3.50±0.71）個(gè)/L］和泰讓橋［（3.50±0.41）個(gè)/L］。C區(qū)只有一條河流，豐度［（5.00±0.82）個(gè)/L］不具可比性，其他三個(gè)分區(qū)的豐度均值排序?yàn)?/span>A>D>B，依次為（8.58±1.67）、（7.02±2.80）、（6.36±2.10）個(gè)/L。

圖1河道微塑料豐度

古城區(qū)處于市中心地帶，且景點(diǎn)較多（如平江路、山塘街、園林等），人口流動(dòng)活躍，因此人為活動(dòng)是本地區(qū)微塑料污染的重要因素。江南水鄉(xiāng)雨量充沛，年平均降雨量可達(dá)1100mm，加之古城區(qū)河道管網(wǎng)錯(cuò)綜復(fù)雜，加大了地表徑流將陸地微塑料帶入河道中的概率。國內(nèi)部分內(nèi)陸水體的微塑料分析結(jié)果如表2所示。可見，蘇州古城區(qū)的微塑料豐度與丹江口和揚(yáng)子江接近，遠(yuǎn)高于岷江、椒江、甌江和揚(yáng)子江（沿海水域），最高可達(dá)到10倍。洞庭湖和洪湖的平均豐度比甌江和椒江高1～3.4倍，表明大型湖泊的平均微塑料含量要比沿海水域高，而小型河道（江南水鄉(xiāng)）又比大型湖泊（洪湖）的豐度高3～6倍，表明城市小型河流是微塑料的潛在來源。

2.2微塑料的形狀、顏色和粒徑

微塑料顏色分布如圖2所示，A和D區(qū)域黑色占比較高，分別達(dá)到9.74%和12.01%，B區(qū)域豐度較高的是無色，占比為8.25%，C區(qū)域黑色占比較高為1.30%。整個(gè)區(qū)域黑色占比相比于其他顏色高，達(dá)到30.79%，紅色、無色和藍(lán)色占比分別為19.05%、21.59%、28.57%。如表2所示，其他內(nèi)陸水體主要以彩色為主。塑料在維持人們現(xiàn)代生活的舒適性方面起著重要作用，而著色是提高塑料產(chǎn)品市場(chǎng)吸引力的常用手段，因此彩色的微塑料占絕大多數(shù)。江南水鄉(xiāng)水運(yùn)交通發(fā)達(dá)，畫舫游船是江南水鄉(xiāng)的特點(diǎn)，黑色的微塑料可能來自游船的繩索材料，也可能是上游的微塑料順著水流傳到下游。

圖2微塑料顏色分布

微塑料形狀按碎片、薄膜、顆粒、纖維分類，以纖維為主，比例達(dá)到85.40%，其次是顆粒狀（5.40%）、碎片（5.40%）和薄膜（3.80%）。如圖3所示，A、B、C、D四個(gè)區(qū)域纖維狀的微塑料占比最高，分別達(dá)到27.62%、24.44%、2.86%和30.47%。生活污水排放是纖維的主要來源，且80%以上的纖維是合成纖維。地表徑流和空氣攜帶的纖維型微塑料，在短期內(nèi)能顯著提高小型水體中纖維的濃度，這些纖維一旦進(jìn)入水體并發(fā)生擴(kuò)散，就會(huì)影響整個(gè)河網(wǎng)的微塑料污染特征。

圖3微塑料形狀分布

整個(gè)區(qū)域中微塑料粒徑均小于50μm（見圖4），且30～40μm的微塑料數(shù)量最多。微塑料的粒徑分布如圖5所示，0～10、10～20、20～30、30～40和40～50μm占比分別為22.50%、24.38%、26.25%、15.00%和13.75%。該結(jié)果比先前研究的微塑料粒徑小很多，如揚(yáng)子江只測(cè)了500μm以上的微塑料，忽略了小于500μm的微塑料。小尺寸微塑料顆粒的比例高可能是因?yàn)榇笏芰峡梢苑纸獬筛〉乃槠?。纖維是主要類型，可以推斷大多數(shù)檢測(cè)到的微塑料是由較大的塑料制品產(chǎn)生的。塑料顆粒越小，越容易在食物鏈中傳遞，可能對(duì)水生生物構(gòu)成潛在威脅。

圖4整個(gè)區(qū)域粒徑分布

圖5不同區(qū)域微塑料粒徑分布

3、結(jié)論

①、江南水鄉(xiāng)22條小型河道地表水樣中的微塑料豐度為3.50～12.00個(gè)/L，平均值為（7.15±2.52）個(gè)/L，比沿海水域和內(nèi)陸大型湖泊的豐度高。微塑料主要類型為顏色各異的纖維、顆粒、薄膜和碎片。纖維狀（85.40%）和黑色（30.79%）的微塑料占比最高。100%的微塑料粒度均在50μm以下，20～30μm占比最高為26.25%，40～50μm占比最低為13.75%。

②、水文條件和人文因素是影響微塑料空間分布的主要因素。古城區(qū)微塑料豐度較高，表明人口密集、河流錯(cuò)綜復(fù)雜、降雨充沛、高度城市化地區(qū)的微塑料污染水平較其他地區(qū)要高得多。